Cos'è il quadro elettrico?

La definizione del quadro

Quale èquadri elettrici? Il quadro elettrico è un sistema cruciale che garantisce la distribuzione sicura ed efficiente dell'energia in vari settori. Si tratta di un insieme di controlli e dispositivi alloggiati in un involucro metallico che lavorano insieme per regolare, proteggere e isolare i sistemi di alimentazione. Il quadro contiene vari componenti come fusibili, interruttori e conduttori di alimentazione, tra i quali gli interruttori automatici sono i più comuni, che svolgono un ruolo fondamentale nel prevenire guasti elettrici e limitare i danni al sistema. Controllando il flusso di energia, i quadri contribuiscono a migliorare l'efficienza energetica e la sicurezza negli impianti. È un componente essenziale nelle industrie che presentano frequenti guasti elettrici o che richiedono una manutenzione regolare delle apparecchiature.

Ambito di applicazione dei quadri come:

1. Installazioni elettriche nelle case e nelle aziende

2. Edifici commerciali con distribuzione elettrica controllata

3. Ambienti industriali con gestione dei sistemi energetici

4. Strutture di servizio per la gestione e il controllo della rete

5. Sistemi di avviamento e controllo di motori e generatori.

Le tipologie relative ai quadri

Quadro elettrico possono essere classificati in base a diversi fattori come il livello di tensione, la posizione e il tipo di apparecchiatura. Un altro modo per classificare i quadri è raggrupparli in base al tipo di isolamento utilizzato nei loro componenti, al tipo di corrente e ad ulteriori criteri come dettagliato più avanti.

Classificato per livello di tensione.

I quadri sono classificati in bassa tensione (LV), media tensione (MV) e alta tensione (HV) in base al livello di tensione. Questa classificazione indica il tipo specifico di quadro elettrico adatto a varie installazioni o applicazioni, con ulteriori dettagli su queste tipologie forniti di seguito.

Quadri di bassa tensione

I quadri a bassa tensione funzionano generalmente a livelli inferiori a 1.000 V CA (e fino a 1.500 V CC). Viene comunemente utilizzato in scenari che coinvolgono sistemi di controllo motore, distribuzione di energia in quadri elettrici a bassa tensione e applicazioni simili. I componenti dei quadri a bassa tensione includono spesso interruttori automatici miniaturizzati (MCB), interruttori automatici scatolati (MCCB) e interruttori a bassa tensione, tra gli altri.

Quadri di media tensione

I quadri progettati per applicazioni di media tensione, comunemente denominati quadri MT, sono utilizzati nei sistemi elettrici in cui i livelli di tensione sono compresi tra 1 kV e 36 kV. Questo tipo di quadri, prevalente in ambienti residenziali, commerciali e industriali, svolge un ruolo cruciale nella regolazione della distribuzione dell'energia e, soprattutto, nella protezione di circuiti e apparecchiature. Inoltre, i quadri MT sono fondamentali nelle stazioni di energia solare.

Quadri ad alta tensione

I sistemi elettrici che funzionano a tensioni superiori a 36 kV richiedono dispositivi di commutazione specializzati noti come quadri ad alta tensione (quadri AT). Questi sistemi sono comunemente utilizzati in applicazioni di servizi pubblici, come le sottostazioni, dove i livelli di alta tensione comportano un rischio significativo di archi elettrici. Per mitigare questo rischio, vengono impiegate varie tecniche per prevenire ed estinguere gli archi elettrici.

Classificato in base al luogo di installazione

I quadri possono essere classificati come esterni, interni o interrati, a seconda di dove sono situati. I quadri per esterni sono comunemente installati in sottostazioni, centrali elettriche o lungo le linee di distribuzione dell'energia, mentre i quadri per interni sono generalmente utilizzati in strutture residenziali, commerciali e industriali.

Quadri esterni

A causa del suo posizionamento, i quadri per esterni sono generalmente costruiti per resistere alle difficili condizioni degli ambienti esterni, come polvere, pioggia e altri elementi. La maggior parte dei quadri elettrici esterni è isolata in aria e normalmente funziona a tensioni elevate superiori a 66 Kv.

Quadri interni

I quadri per interni sono alloggiati all'interno degli edifici, tipicamente in una sala dedicata, e come tali sono protetti dalle dure condizioni atmosferiche a cui sono esposti i quadri per esterni. Le opzioni di isolamento per i quadri interni sono diverse e dipendono da specifici requisiti di sicurezza e da altri fattori, con scelte che vanno dall'aria al petrolio e al gas. Quadri sotterranei Le soluzioni compatte dei quadri sono spesso installate sottoterra, liberando lo spazio sovrastante per altri usi. Ciò è particolarmente utile nelle aree densamente popolate dove lo spazio è limitato. Inoltre, i quadri sotterranei rappresentano una scelta pratica per le aree sensibili dal punto di vista ambientale dove le installazioni fuori terra non sono fattibili.

Classificato per corrente

I sistemi elettrici utilizzano corrente alternata (CA) o corrente continua (CC) e il tipo di corrente utilizzata determina la progettazione dei dispositivi di commutazione utilizzati. Di conseguenza, i quadri possono essere classificati come quadri CA o quadri CC, a seconda del tipo di corrente che gestisce.

Quadro CA

I quadri per corrente alternata sono destinati all'uso in sistemi che funzionano con CA. Questo è comune nei sistemi di alimentazione, così come in vari ambienti industriali e commerciali. I quadri CA possono essere classificati come quadri monofase o trifase.

Quadri CC

I quadri DC sono specificatamente realizzati per impianti elettrici che trasmettono corrente continua. Viene utilizzato prevalentemente nei settori dei trasporti come l'elettrificazione ferroviaria e in alcuni sistemi di distribuzione dell'energia che operano in corrente continua.

Classificare in base ai materiali isolanti

I quadri per scopi elettrici possono impiegare varie tecniche di isolamento, come aria, gas, olio o vuoto. È fondamentale scegliere l’isolamento appropriato in base al caso d’uso specifico, poiché ogni metodo presenta pro e contro. Scopri di più su queste opzioni di isolamento per i quadri di seguito.

Quadro isolato in aria

Quadro isolato in aria, noto anche come AIS, utilizza l'aria come isolante. Questo tipo di quadro è comunemente impiegato in situazioni che richiedono tensioni elevate, poiché necessita di apparecchiature di dimensioni significative. Gli svantaggi dei quadri isolati in aria includono la loro vulnerabilità agli elementi esterni come polvere, umidità e fluttuazioni di temperatura.

Quadri isolati in gas

Quadro isolato in gas(GIS) è una soluzione altamente efficiente che utilizza un gas, come l'esafluoruro di zolfo (SF6), come materiale isolante. Il GIS è ampiamente adottato nelle applicazioni ad alta tensione grazie al suo design compatto, all'elevata rigidità dielettrica e ai bassi requisiti di manutenzione, che infondono fiducia nelle sue prestazioni. Quadri isolati con olio I quadri che utilizzano l'olio come agente isolante sono noti come quadri isolati (OIS). L'OIS presenta notevoli vantaggi, tra cui efficaci capacità di estinzione dell'arco e la capacità di isolare i contatti. Tuttavia, è importante notare che il petrolio è una sostanza infiammabile. Inoltre, il processo di estinzione dell'arco può portare alla produzione di particelle di carbonio nell'olio, che possono diminuirne le proprietà dielettriche con il passare del tempo. Quadri isolati sotto vuoto In assenza di molecole, l'elettricità non può essere condotta, rendendo il vuoto un eccellente isolante. Questa proprietà rende i quadri isolati sotto vuoto ideali per applicazioni ad alta tensione. Utilizzando il vuoto come mezzo isolante, questi quadri forniscono un isolamento superiore, un funzionamento silenzioso e un design compatto, oltre a eliminare il rischio di incendi.

Classificare in base al progetto

I quadri possono anche essere classificati in base al design, che comprende sia la struttura che la funzionalità. Ciò può includere quadri modulari e alloggiati in armadi rimovibili o progetti non estraibili fissati in posizione. Inoltre, il progetto può essere un involucro metallico, un rivestimento metallico o una struttura montata su pad.

Quadri chiusi in metallo

Un quadro con custodia metallica è un tipo di quadro che utilizza un involucro metallico per salvaguardare le parti elettriche dalle condizioni esterne. Questa apparecchiatura è comunemente utilizzata in ambienti industriali. Una corretta messa a terra è essenziale per la sicurezza quando si utilizzano quadri con involucro metallico.

Quadri rivestiti in metallo

I quadri rivestiti in metallo, simili ai quadri con involucro metallico, utilizzano coperture metalliche aggiuntive per i suoi scomparti o componenti. Ciò crea un design modulare del quadro con scomparti isolati e rimovibili messi a terra individualmente.

Quadri montati su pad

I quadri installati su una piattaforma o piattaforma, spesso in cemento o fibra di vetro, sono noti come quadri montati su piattaforma. La sua applicazione principale è negli ambienti di pubblica utilità, tra cui la distribuzione di energia e le sottostazioni sotterranee.

Quadri intelligenti

Se sei curioso di conoscere i vantaggi di quadri elettrici all'avanguardia sei nel posto giusto. Cominciamo col definire cosa intendiamo per quadro “intelligente”. È un tipo moderno di quadro che incorpora sistemi di controllo computerizzati, distinguendolo dai modelli tradizionali. Rispetto ai quadri standard, i quadri intelligenti offrono una serie di vantaggi che li rendono una scelta interessante per molte applicazioni.

Il quadro intelligente include tutte le funzionalità standard presenti nei quadri tradizionali, insieme a funzionalità aggiuntive come monitoraggio remoto, protezione, comunicazione e controllo.

La componente centrale del sistema è l'unità di controllo intelligente, che raccoglie i dati dalla rete di distribuzione attraverso diverse tecnologie. Ciò consente il monitoraggio e l'automazione in tempo reale dei quadri.

L’implementazione di quadri intelligenti può migliorare sostanzialmente l’affidabilità e la coerenza dell’alimentazione elettrica, aumentare i vantaggi economici delle imprese e offrire una garanzia tecnologica vitale per il funzionamento sicuro e affidabile della rete elettrica.

Principio di funzionamento e funzionamento del quadro

Sai come funziona il quadro? Una volta compreso il suo concetto, è importante comprenderne il funzionamento per comprendere meglio questo dispositivo elettrico. Quindi, approfondiamo il suo funzionamento. Sebbene offra il controllo manuale, il suo vantaggio principale risiede nella capacità di funzionamento automatico.

Ad esempio, un interruttore automatico interrompe automaticamente l'alimentazione a un circuito quando rileva un sovraccarico, proteggendo così il circuito dai danni causati da una corrente eccessiva. Allo stesso modo, un sezionatore interrompe tempestivamente il flusso di elettricità dalla fonte di alimentazione quando identifica un guasto, proteggendo così il circuito da potenziali danni.

I quadri svolgono un ruolo fondamentale nella protezione dei sistemi elettrici e nel garantire il funzionamento sicuro e affidabile delle apparecchiature elettriche. In caso di guasto elettrico, il quadro entra in azione, isolando il circuito interessato e prevenendo danni alle apparecchiature circostanti. Ciò non solo protegge l'attrezzatura da eventuali danni, ma garantisce anche la sicurezza delle persone che lavorano nelle vicinanze. Ma non è tutto: la vera magia di

un quadro risiede nella sua capacità di disconnettere selettivamente solo il circuito guasto, lasciando operativi i restanti circuiti. Ciò significa che l'energia può continuare a essere fornita ad altri carichi all'interno del sistema, riducendo al minimo le interruzioni e garantendo che le operazioni critiche possano continuare senza interruzioni.Funzione del quadro elettrico

Il ruolo dei quadri in un sistema di alimentazione è multiforme e critico. Regola il flusso di elettricità, protegge dai sovraccarichi e salvaguarda le apparecchiature dalle sovratensioni, rendendolo un componente vitale dell'infrastruttura elettrica. Ecco un riepilogo delle sue funzioni principali:

* Controlla il flusso di elettricità

* Protegge dai sovraccarichi

* Isola l'apparecchiatura da sbalzi di tensione

In sostanza, i quadri garantiscono il funzionamento affidabile e sicuro degli impianti elettrici, rendendoli un elemento indispensabile nel mondo della distribuzione e trasmissione dell'energia.

Proteggi gli impianti elettrici

I quadri svolgono un ruolo cruciale nel garantire la sicurezza e la longevità delle apparecchiature elettriche proteggendole dai danni causati da sovraccarico o cortocircuiti. Inoltre, i quadri possono regolare carichi elettrici potenti, come i motori, facilitandone il funzionamento sicuro e prevenendo qualsiasi potenziale pericolo.

Proteggi gli esseri umani 

Garantire la sicurezza delle persone è una priorità assoluta nel campo dei quadri e della protezione. Le attrezzature svolgono un ruolo cruciale nel creare condizioni di lavoro sicure per i membri del personale. Ad esempio, gli interruttori automatici disconnettono automaticamente i circuiti quando rilevano un sovraccarico, riducendo così il rischio di danni alle persone che si trovano in prossimità del circuito.

I produttori devono garantire che alcuni aspetti siano presi in considerazione durante i processi di progettazione e fabbricazione dei quadri affinché i dispositivi funzionino in modo efficace. Questi aspetti comprendono:

◆ Abilitazione di una gestione manuale precisa,

◆ Mantenere un'affidabilità eccezionale,

◆ Funzione di quadro rapido,

◆ Capacità di individuare e isolare con precisione i circuiti difettosi.

Quali componenti sono inclusi nel quadro?

Due categorie di componenti in un quadro quadro.

Le parti che conducono elettricità come interruttori, interruttori automatici, fusibili e parafulmini sono responsabili del trasporto o dell'interruzione del flusso di energia elettrica. Meccanismi di controllo come pannelli di controllo, trasformatori di corrente, trasformatori potenziali, relè di protezione e relativi circuiti supervisionano, regolano e salvaguardano le parti che conducono energia.

Maggiori contenuti sui quadriLa differenza tra quadri e quadri elettriciQuadro e quadri elettrici vengono spesso confusi come se fossero la stessa cosa, ma in realtà servono a scopi diversi. Il quadro è responsabile della salvaguardia e della gestione del flusso di potenza e può disconnettersi dalla fonte di alimentazione in caso di guasto. Al contrario, i quadri elettrici vengono utilizzati principalmente per distribuire energia a varie destinazioni, tipicamente in ambienti commerciali. Inoltre, quadri e quadri elettrici sono progettati per gestire diversi livelli di tensione. I quadri sono in grado di gestire tensioni elevate fino a 350 kilovolt, mentre i quadri di solito non sono destinati a gestire più di 600 volt.

I metodi per prolungare la vita dei quadri

La durabilità diquadripuò variare in base a come viene utilizzato e a dove si trova. Tuttavia, esistono metodi per prolungare significativamente la vita di queste apparecchiature elettriche. Questi metodi prevedono l'esecuzione della manutenzione ordinaria, la riduzione del rischio di archi elettrici, la sostituzione degli interruttori automatici secondo necessità e l'utilizzo di sensori per il monitoraggio continuo. Schneider Electric offre una selezione di prodotti di commutazione a bassa e media tensione di alta qualità per contribuire a ottimizzare l'utilizzo dell'energia.

In sintesi, i quadri elettrici sono un componente indispensabile negli impianti elettrici, proteggendo sia le persone che le apparecchiature. La sua capacità di disconnettere o isolare circuiti e apparecchiature durante guasti elettrici o periodi di manutenzione aiuta a prevenire lesioni e danni. L'ambito dei quadri copre vari dispositivi elettrici, inclusi interruttori automatici, isolatori, fusibili e interruttori, e può gestire un'ampia gamma di livelli di tensione, da basso ad alto.